基于船舶–流场耦合作用的内河航段船舶航行虚拟辅助驾引

[目的]为进一步提高船舶航行的安全性,对船舶辅助驾驶决策相关内容开展研究。[方法]针对选取的两段内河典型航段,基于实时数字航道流场信息,考虑航行规则约束,模拟船舶–流场耦合作用下的复杂流场航段虚拟辅助驾引。模拟南京和东流航段的虚拟辅助驾引,给出相应的安全驾驶方案,在航行过程中对船舶速度、位置和航向等信息进行实时追踪。[结果]仿真结果表明,基于Fluent二次开发的船舶–流场耦合作用的算法可有效解决船舶多自由度运动耦合和船舶–流场多物理场耦合的解耦问题;遇见弯道或分汊时,操小舵角长距离航行可以在避免降速和较大横移的同时实现船舶的安全航行。[结论]该算法可以有效对接数字航道流场信息,开展复杂流场环境下内河航段船舶航行的过程模拟,结果可为内河航段船舶智能航行决策提供数据支撑。     

红层泥岩加卸载力学特性与能量演化机制

为研究红层泥岩的力学特性和能量演化规律，基于5种不同围压梯度（200、250、300、350、400 kPa）及轴压与围压不等速率的应力路径，以四川遂宁地区红层泥岩为例开展了室内循环加卸载试验，得到围压效应对红层泥岩力学特性、总应变能密度、弹性应变能密度、耗散能密度的影响，以及应力-应变与能量之间的演化规律.研究结果表明：从初始加卸载至试验结束，轴向应力输入的总能量密度、弹性应变能密度以及耗散能密度总体呈先增大后减小的“正态分布”形式；在峰前阶段，弹性应变能密度与耗散能密度间的差值会随着循环加卸载次数的增加而增大；围压的侧限作用提高了试样承载能力，总能量密度、弹性应变能密度以及耗散能密度随着围压的增大而增大；在峰后阶段，当围压≤300 kPa时，耗散能密度低于弹性应变能密度，而围压>300 kPa时，耗散能密度高于弹性应变能密度，围压增大会进一步抑制试样破坏后弹性应变能密度的释放；相同围压下，随着干湿循环次数的增加，干燥、饱和状态下的抗压强度和弹性应变能密度均呈负相关关系；相同干湿循环次数，干燥状态的抗压强度和弹性应变能密度比饱和状态高，呈正相关关系.     

注浆法在山区高速公路路基沉降预防性处理中的应用

结合注浆法在预防性处理浙江某山区高速路基工后不均匀沉降中的成功案例, 就注浆法的基本原理、 设计方案、 施工要点等进行阐述, 为受工期影响不能得到充分预压的部分路段提供一种有效的处理方案。     

高速公路路肩挡墙水毁应急处理方案研究

某山区高速公路在连日的降雨条件下， 原 15m 高的浆砌片石路肩挡墙发生水毁， 路面结构尚完整但处于悬空状态， 现场采取了交通管制措施， 社会影响大， 亟需完成应急修复并开放交通。 在对破坏形态和坍塌成因进行分析后， 基于 “快速修复” 理念， 提出了先快速施工挡墙形成早期支挡效果以开放交通， 后及时施工桩基并适当反压以改善结构性能的应急处理方案。 随后采用 Midas GTS NS 有限元软件建立了数值计算模型， 根据当前破坏形态， 对墙体参数进行了折减反演， 得出了现有挡墙的实际强度参数， 并基于强度折减法对初步应急措施和后续补强措施的结构整体稳定性进行了分析。 分析结果表明， 初步应急措施完成后， 结构安全系数为 1.197， 能够满足施工期临时需要； 后续补强措施实施后， 路堤整体稳定性提升至 1. 681， 能够满足工程长久使用要求。 相关研究方法和处治方案对同类型的高速公路路肩挡墙水毁应急修复具有一定的借鉴意义。     

跨江大桥对天星洲尾演变的影响及护滩对策

天星洲是长江下游的江心洲，拟建常泰长江大桥北侧桥墩布设与天星洲尾相毗邻。通过物理模型试验，研究常泰长江大桥的建设对天星洲尾演变的影响。结果表明，常泰长江大桥建设后，天星洲尾冲刷幅度较工程前有所增加，不利于天星洲夹槽的稳定，需要对天星洲尾进行护滩守护。与潜堤高程较高的护滩方案相比，低潜堤方案引起天星洲沙尾附近流速增幅稍小，幅度一般在0.03 m/s以内，引起天星洲夹槽流速减幅稍小，幅度一般在0.02 m/s以内，更有利于天星洲尾的稳定和七圩临时航道的水深维护。工程实施可守护天星洲尾，七圩临时航道桥位下游附近略有冲刷，有利于航道水深维护。     

基于Blackman窗四谱线插值FFT的轨道电路信号分析

为了更好地对具有移频特征的轨道电路信号进行高精度解析，在分析轨道电路信号特点基础上，提出一种基于Blackman窗四谱线插值算法模型，采用模拟仿真的方式，对ZPW-2000A轨道电路信号载频、调制频率及幅值等特征量进行了解析研究。结果表明：该算法模型可显著降低常规频谱分析中频谱泄漏及栅栏效应的影响，大幅提高轨道电路信号载频、调制频率以及幅值的解析精准度，其中载频误差控制在0.006 Hz，解析结果显著优于常规快速傅里叶变换处理结果，具有一定的工程应用价值。     

液压升降系统圆柱形桩腿两种结构形式

从建造工艺、桩腿防转功能、桩腿强度计算等方面,对液压插销升降系统圆柱型桩腿常用的两种结构形式的优缺点进行对比分析,得出两种结构形式的适用范围,使升降系统在设计初期得到符合需要的结构形式,为后续类似船型的桩腿选型提供指导意见。     

厦门港嵩屿港区潮流特性物理模型试验

厦门港嵩屿规划港区位于两股潮汐水流分流、汇流处,水流流态复杂导致规划码头岸线前沿水域存在缓流区和回流区。涨、落潮流态对港区平面布置十分敏感。岸线方案如不能满足两股水流的分流要求,将在码头前沿水域产生大尺度回流区或导致泥沙严重回淤。进行24组物理模型试验,确定嵩屿港区布置方案。现场实测资料表明,物模试验成果能较好地预测嵩屿港区建成后的水流条件。     

洋山深水港一期工程潮流特性物理模型试验

大小洋山海域潮强、流急、含沙量高,岛屿之间潮流形态复杂。布置在小洋山岛链上的一期工程方案实施后,涨潮期在码头水域形成大尺度回流区。针对此问题,进行潮流物理模型试验,得到一期工程推荐方案。该方案实施后较好地解决了码头水域涨潮流的回流问题。同时,结合洋山深水港一期工程方案比选试验,对岛屿附近典型潮汐水流及对应的泥沙运动特点进行分析,指出在这些水域布置海洋工程应注意的事项。     

茅尾海航道开发潮流物理模型试验研究

茅尾海浅滩位于河流出口与潮水相互作用的区域,航道开发面临特殊的水流、泥沙问题。借助潮流物理模型试验,模拟整个茅尾海海域潮流情况,对开发航道方案流态、潮流场变化进行模型试验对比分析,对航道泥沙淤积问题进行计算分析。试验及分析结果表明:3个方案中,瓦泾江出口航道挖深最大,航道水流增加最大,淤积强度也最大,不利于航道维护;大榄江航道方案B利用深槽,挖深较小,水流变化也不大,但航道最大横流最大,不利于船舶航行安全。鉴于在河流出口与潮水作用浅滩开挖航道将面临落潮归槽水流影响、局部流速及淤积量增加较大、航道拐弯处横流太大影响船舶安全等问题,航道开发应尽量利用横流较小的深槽,可适当进行开挖。